用于降低电源电路中的功率损耗的系统和方法技术方案

一种用于降低电源电路中功率损耗的系统，包括：变压器和控制器；所述变压器包括：芯；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端；输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；以及输出端，所述输出端用于连接到负载；以及，所述控制器连接到所述变压器，用于对所述输出端处的输出电压进行控制，其中，所述输出电压低于所述输入端处的电源电压，以降低所述负载的功率损耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
概括而言，本申请涉及用于降低电源电路中的功耗的系统和方法，并且更为具体地，涉及相对于内部负载和外部电压来对电源电压进行实质调节，从而调节电源功率。
技术介绍
不仅出于成本考虑，还由于环境压力，降低由电气设备所消耗的电功率量正变得越来越重要。此外，降低所消耗的功率量将会减少电力基础设施(例如，电力传输线和发电设施)上的压力。降低由电气设备所消耗的电功率量的一种方法是减少提供给电气设备的电压和电流。大多数电气设备可在低于额定电压的电源电压范围内正常工作。例如，许多设计工作在交流电压230伏(230Vac)的设备可在低交流电压210伏下正常工作。因此，降低提供给电气设备的电源电压通常会降低所消耗的功率量。虽然可能存在轻微的性能降低，例如轻微降低的白炽灯照明的亮度和轻微降低的电动机的速度，但是在多数情况下，这些性能的下降不会引起用户注意。各种现存的电压控制系统采用基于变压器的技术和电子开关器件的结合，例如，可控硅整流器(SCR)、脉宽调制器(PWM)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。然而，所有这些技术成本高，并且由于其先断后通的技术而造成在电源电压中产生较小的中断。如果以这种方式中断电源电压，那么在电气设备中会出现过载情况。在能量降低方案中的标准的E型和I型自耦变压器的限制是其固有的设计的直接结果。自耦变压器，即具有固定比例、非隔离变压器，在其通用设计中不能在具有波动的输入电压的环境中保证固定范围的电压输出。因此，E型和I型自耦变压器最终不适于在能量降低解决方案中的广泛应用。用于电压控制的另一设备是自耦变压器。自耦变压器提供一设备，该设备不需要使用能量降低技术，从而使该设备允许其额定电流处于较宽的电压范围(通常为0-260伏)。明显的是，任何低于205伏的电压不适于在正常主电源下使用，因为会出现欠电压的情形并存在对设备的破坏风险。自耦变压器例如可用于实验室测试，然而，自耦变压器对于一些仅需要分离范围的电压的其他应用是不切实际且过于昂贵的解决方案。另外，例如在50安培额定使用的自耦变压器非常重，并且通常油冷。美国专利申请号2010/0039090公开了一种电压补偿电路，用于增加到负载的电压以补偿供电电压中的电压降，以及对该电路进行旁路的方法。这是通过改变变压器上的绕组数量来实现的。然而，例如当对到家庭或工厂的电压进行控制时，该电路将不能够处理较大的电流。此外，该电路不会降低负载中的功耗。因此，需要一种用于降低电源电路中的功耗的改进系统和方法。本说明书中对任何现有技术的参考并非，并且不应被认为是对现有技术构成在澳大利亚或其他地方的公知常识的认可或任何形式的暗示。本专利技术的目的本专利技术的一些实施例的目的在于为消费者提供对上述现有技术的改进和优点，和/或克服并减轻上述现有技术缺点中的一个或多个，和/或提供有用的商业选择。
技术实现思路
在一种形式中，尽管不一定是唯一的或最广泛的形式，本专利技术涉及一种用于降低电源电路中的功率损耗的系统，包括:变压器和控制器；所述变压器包括:芯；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端；输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；以及输出端，所述输出端用于连接到负载；以及所述控制器连接到所述变压器，用于对所述输出端处的输出电压进行控制，其中，所述输出电压低于所述输入端处的电源电压，以降低所述负载的功率损耗。优选地，所述芯、所述第一绕组和所述第二绕组形成自耦变压器。优选地，所述输出端位于所述第一导线的第二端与所述第二导线的第一端的结点处。优选地，所述变压器进一步包括自耦变压器以控制所述输出电压。优选地，所述自耦变压器的绕组的第一端连接到所述电源电路的中性线。优选地，所述自耦变压器的绕组的第二端连接到所述变压器的输出端。优选地，所述自耦变压器的输出端连接到所述第一绕组的第一端。优选地，所述第二绕组的第二端连接到所述电源电路的活动线。优选地，所述芯为铁芯。可选地，所述芯的形状为线形。可选地，所述芯的形状为环形。可选地，所述芯为E和I芯。可选地，所述第一绕组缠绕在相对于所述第二绕组的独立的芯上。可选地，所述第二绕组在与所述第一绕组相同的芯上。优选地，所述控制器包括电压传感器电路，所述电压传感器电路用于对所述变压器的输出端处的电压进行检测。优选地，所述传感器电路包括一个或多个比较器，所述一个或多个比较器比较器用于将所述变压器的输出端处的电压与所述电压上限及所述电压下限进行比较。可选地，所述电压控制系统进一步包括连接到所述控制器的遥感器电路，所述遥感器电路用于对连接到所述负载的远程设备处的电压进行监测。适当地，所述控制器调节所述变压器的输出电压，使得所述远程设备处的电压处于所述电压下限与所述电压上限之间。在另一形式中，本专利技术涉及一种降低电源电路中的功率损耗的方法，包括以下步骤:将变压器的输入端连接到所述电源电路，并将所述变压器的输出端连接到负载，所述变压器包括:芯；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端；输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；以及输出端，所述输出端用于连接到负载；其中，所述输出端处的输出电压在电压下限与电压上限之间是可变的；并且，对所述输出电压进行控制，使得所述输出电压低于电源电压，以降低所述电源电路的功率损耗。在又一形式中，本专利技术涉及一种用于降低电源电路中的功率损耗的系统，包括:变压器和控制器；所述变压器包括:芯；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端；输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；输出端，所述输出端用于连接到负载；以及控制臂，所述控制臂与所述第二绕组和所述输出端电通信，其中，所述控制臂在位置上限与位置下限之间移动，用于将所述输出端的输出电压控制在相应的电压下限与电压上限之间；以及所述控制器可操作地连接到所述变压器，用于控制所述输出电压，使得所述输出电压低于所述电源电压，以降低所述负载的功率损耗。优选地，所述输出电压受限于由所有时刻处的所述电压下限与所述电压上限限定的电压范围，而与由于负载变化或波动的电源电压引起的电压降无关。优选地，所述第二绕组基本缠绕在所述第一绕组上。优选地，所述控制臂在所述输出端与所述第二绕组之间延伸。优选地，机械地阻止所述控制臂与所述第一绕组进行接触。优选地，电子地阻止所述控制臂与所述第一绕组进行接触。优选地，所述变压器包括电机，所述电机有效地连接到所述控制臂，用于将所述控制臂的位置控制在所述位置上限与位置下限之间。优选地，所述芯为铁芯。可选地，所述芯的形状为线形。可选地，所述芯的形状为环形。可选地，所述芯为E和I芯。优选地，环形变压器的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低电源电路中的功率损耗的系统，包括：变压器和控制器；所述变压器包括：芯；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端；输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；以及输出端，所述输出端用于连接到负载；以及所述控制器连接到所述变压器，用于对所述输出端处的输出电压进行控制，其中，所述输出电压低于所述输入端处的电源电压，以降低所述负载的功率损耗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.29 AU 2011902560;2011.11.30 AU 20119049921.一种用于降低电源电路中的功率损耗的系统，包括:变压器和控制器；所述变压器包括:-1-H心；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端； 输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；以及输出端，所述输出端用于连接到负载；以及所述控制器连接到所述变压器，用于对所述输出端处的输出电压进行控制，其中，所述输出电压低于所述输入端处的电源电压，以降低所述负载的功率损耗。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输出端位于所述第一导线的第二端与所述第二导线的第一端的结点处。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述变压器进一步包括自耦变压器以控制所述输出电压。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述自耦变压器的绕组的第一端连接到所述电源电路的中性线。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述自耦变压器的绕组的第二端连接到所述变压器的输出端。6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述自耦变压器的输出端连接到所述第一绕组的第一端。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二绕组的第二端连接到所述电源电路的活动线。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述芯为铁芯。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述芯的形状为线形。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述芯的形状为环形。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述芯为E和I芯。12.根据权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗恩·凯姆皮奴，劳伦斯·戈纳诺，
申请(专利权)人：艾科泰科控股有限公司，
类型：
国别省市：